(57)【要約】【課題】開発効率を改善することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】操作量としてのソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌの入力から制御量としての実トルクＴａの出力までの過程が複数の制御要素としてのソレノイド駆動回路２、油圧制御部３、クラッチ４及びギヤトレーン５に区分可能な自動変速機１を制御対象とし、実トルクＴａに対する目標値Ｔｔに基づいてソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算する制御装置１１において、制御要素２〜５のそれぞれと対をなすように設けられ、対応する制御要素の出力から入力を逆算するように構成された複数の逆算部１２〜１５を具備し、目標値が逆算部１２〜１５にて順次逆算されてソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌが演算されるように逆算部１２〜１５を制御要素とは逆順で組み合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作量の入力から制御量の出力までの過程が複数の制御要素に区分可能な制御対象に適用され、前記制御量の目標値に基づいて前記制御対象に与えるべき操作量を演算する制御装置であって、
前記複数の制御要素のそれぞれと対をなすように設けられ、対応する制御要素の出力から入力を逆算するように構成された複数の逆算部を有し、
前記目標値が前記複数の逆算部にて順次逆算されて前記操作量が演算されるように前記複数の逆算部が前記複数の制御要素とは逆順で組み合わされている、制御装置。
【請求項２】
前記複数の逆算部のそれぞれは、対応する制御要素の入出力特性を表現した演算式を利用して前記制御要素の出力から入力を逆算するよう構築されたモデルと、前記モデルと対をなすように設けられて前記演算式を用いた逆算に必要とされるパラメータの値を前記モデルに与えるパラメータ付与部と、を備えている請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記パラメータ付与部は、前記モデルの前記演算式に含まれている係数を前記パラメータの値として与える請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記パラメータ付与部は、前記モデルに対応する制御要素の諸元から特定可能な物理量及び前記モデルに対応する制御要素を単独で計測することによって特定可能な物理量の少なくともいずれか一方を前記係数として前記モデルに与える請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
少なくとも一つの逆算部に設けられたパラメータ付与部は、前記係数と当該係数を変化させる変動要因パラメータとの関係を記述したマップもしくはサブモデルを備え、前記モデルは、前記変動要因パラメータの値に対応した係数を前記マップもしくはサブモデルから取得する請求項３に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御対象は、前記操作量を指示する制御指令信号を駆動電流又は電圧に変換する電子回路部と、前記電子回路部から出力される前記駆動電流又は電圧に対応した駆動油圧を出力する油圧制御部と、前記油圧制御部から出力される駆動油圧によって駆動される油圧駆動部とを備え、
前記複数の逆算部として、前記目標値に対応して前記油圧駆動部に入力されるべき駆動油圧を逆算する油圧逆算部と、前記油圧逆算部が逆算した駆動油圧から前記油圧制御部に入力されるべき駆動電流又は電圧を逆算する通電量逆算部と、前記通電量逆算部が逆算した駆動電流又は電圧から前記電子回路部に与えられるべき制御指令信号を逆算する制御指令逆算部とが設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御対象は、操作量としての駆動デューティの入力に対応して駆動電流又は電圧を出力する電子回路部と、前記駆動電流又は電圧の入力に対応して駆動油圧を出力する油圧制御部と、前記駆動油圧の入力に対応してクラッチトルクを出力するクラッチと、前記クラッチトルクを変換して出力するギヤトレーンとを備えた車両用の自動変速機であり、
前記複数の逆算部として、前記目標値としての目標トルクから前記クラッチが出力すべきクラッチトルクを逆算するトルク逆算部と、前記トルク逆算部が逆算したクラッチトルクから前記油圧制御部が出力すべき駆動油圧を逆算する油圧逆算部と、前記油圧逆算部が演算した駆動油圧から前記電子回路部が出力すべき駆動電流又は電圧を逆算する通電量逆算部と、前記通電量逆算部が演算した駆動電流又は電圧から、前記電子回路部に前記操作量として与えられるべき駆動デューティを逆算する制御指令逆算部とが設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作量の入力から制御量の出力までの過程が複数の制御要素に区分可能な制御対象に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機の制御装置として、制御対象としての自動変速機をＥＣＵ駆動回路、油圧回路及びクラッチ系の３つの制御要素にそれぞれ区分し、それらの制御要素と対をなすようにＥＣＵ駆動回路補償モデル、油圧回路補償モデル及びクラッチ系補償モデルを構築し、それらのモデルを自動変速機とは逆順で組み合わせた制御装置が存在する（特許文献１参照）。この制御装置では、ＥＣＵにて演算された変速指令信号がクラッチ系補償モデルに入力されてクラッチ系の動摩擦係数に応じた変速指令信号の補償が実行され、そのクラッチ系補償モデルの出力が油圧回路補償モデルに入力されて油温度に応じた補償が実行され、さらに、その油圧回路補償モデルの出力がＥＣＵ駆動回路補償モデルに入力されてソレノイド温度に応じた補償が実行され、そのＥＣＵ駆動回路補償モデルの出力が変速指令信号としてＥＣＵ駆動回路に入力される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の制御装置は、ＥＣＵ駆動回路に操作量として与えられるべき変速指令信号を、制御要素毎の補償モデルによって順次補償しているに過ぎない。従って、各制御要素の諸元、あるいは入出力特性に関する変動要因が自動変速機の最終的な制御量に与える影響が判らない限り、各補償モデルの補償特性が定まらない。例えば、クラッチ系の動摩擦係数の変化が制御量に与える影響は制御対象の自動変速機の全ての制御要素の諸元が決定してそれらが組み立てられた後でなければ判明しない。よって、制御対象が完成しない限り制御装置の開発を進めることができず、開発効率が悪い。
【０００５】
本発明は、開発効率を改善することが可能な制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、操作量の入力から制御量の出力までの過程が複数の制御要素に区分可能な制御対象に適用され、前記制御量の目標値に基づいて前記制御対象に与えるべき操作量を演算する制御装置であって、前記複数の制御要素のそれぞれと対をなすように設けられ、対応する制御要素の出力から入力を逆算するように構成された複数の逆算部を有し、前記目標値が前記複数の逆算部にて順次逆算されて前記操作量が演算されるように前記複数の逆算部が前記複数の制御要素とは逆順で組み合わされたものである（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置においては、制御対象から出力されるべき制御量の目標値が与えられると、その目標値が各逆算部の演算を経て制御対象に入力されるべき操作量が求められる。いずれかの制御要素の諸元、あるいは入出力特性に関する変動要因の影響は、その制御要素に対応する逆算部に反映させれば足り、他の逆算部には影響が及ばない。そのため、各逆算部に関しては、対応する制御要素の諸元、あるいは入出力特性が明らかになった段階で逆算部毎に単独で開発することができる。従って、制御装置の開発に際して、制御対象全体の完成を待つ必要がない。逆算部の開発後、いずれかの制御要素の諸元あるいは特性が変更された場合には、その変更された制御要素に対応する逆算部のみを、変更後の諸元あるいは特性に応じて修正すればよい。よって、制御装置の開発効率を従来と比べて改善することができる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記複数の逆算部のそれぞれは、対応する制御要素の入出力特性を表現した演算式を利用して前記制御要素の出力から入力を逆算するよう構築されたモデルと、前記モデルと対をなすように設けられて前記演算式を用いた逆算に必要とされるパラメータの値を前記モデルに与えるパラメータ付与部とを備えてもよい（請求項２）。本形態によれば、物理法則に則した演算式を利用して汎用的なモデルを作成する一方で、制御要素の諸元、あるいは入出力特性に関する変動要因の影響はパラメータ付与部の作り込みに反映させるといった設計が可能となる。諸元の変更、あるいは変動要因の影響の変化に関してはパラメータ付与部の修正で対応可能となり、制御装置の開発がさらに効率化される。
【０００９】
前記パラメータ付与部は、一例として、前記モデルの前記演算式に含まれている係数を前記パラメータの値として与えるようにしてもよい（請求項３）。この場合、モデルは対応する制御要素の入出力特性を表現する基本的な演算式として構築し、その演算式の係数を制御要素の諸元等に応じてパラメータ付与部から与えるように逆算部を設計することができる。さらに、前記パラメータ付与部は、前記モデルに対応する制御要素の諸元から特定可能な物理量及び前記モデルに対応する制御要素を単独で計測することによって特定可能な物理量の少なくともいずれか一方を前記係数として前記モデルに与えてもよい（請求項４）。これにより、制御要素の諸元、あるいは計測結果をパラメータとしての係数に反映させることができる。
【００１０】
少なくとも一つの逆算部に設けられたパラメータ付与部は、前記係数と当該係数を変化させる変動要因パラメータとの関係を記述したマップもしくはサブモデルを備え、該前記モデルは、前記変動要因パラメータの値に対応した係数を前記マップもしくはサブモデルから取得するようにしてもよい（請求項５）。この形態によれば、変動要因パラメータの値に基づいてマップを引き、あるいはサブモデルに変動要因パラメータを入力することにより、適正な係数をモデルに与えることができる。
【００１１】
本発明の制御装置は、一例として、前記操作量を指示する制御指令信号を駆動電流又は電圧に変換する電子回路部と、前記電子回路部から出力される前記駆動電流又は電圧に対応した駆動油圧を出力する油圧制御部と、前記油圧制御部から出力される駆動油圧によって駆動される油圧駆動部とを備えた制御対象に適用可能である。この場合、前記複数の逆算部として、前記目標値に対応して前記油圧駆動部に入力されるべき駆動油圧を逆算する油圧逆算部と、前記油圧逆算部が逆算した駆動油圧から前記油圧制御部に入力されるべき駆動電流又は電圧を逆算する通電量逆算部と、前記通電量逆算部が逆算した駆動電流又は電圧を出力から前記電子回路部に与えられるべき制御指令信号を逆算する制御指令逆算部とが設けられてもよい（請求項６）。
【００１２】
さらに、本発明の制御装置は、操作量としての駆動デューティの入力に対応して駆動電流又は電圧を出力する電子回路部と、前記駆動電流又は電圧の入力に対応して駆動油圧を出力する油圧制御部と、前記駆動油圧の入力に対応してクラッチトルクを出力するクラッチと、前記クラッチトルクを変換して出力するギヤトレーンとを備えた車両用の自動変速機を制御対象としてもよい。この場合、前記複数の逆算部として、前記目標値としての目標トルクから前記クラッチが出力すべきクラッチトルクを逆算するトルク逆算部と、前記トルク逆算部が逆算したクラッチトルクから前記油圧制御部が出力すべき駆動油圧を逆算する油圧逆算部と、前記油圧逆算部が演算した駆動油圧から前記電子回路部が出力すべき駆動電流又は電圧を逆算する通電量逆算部と、前記通電量逆算部が演算した駆動電流又は電圧から、前記電子回路部に前記操作量として与えられるべき駆動デューティを逆算する制御指令逆算部とが設けられてもよい（請求項７）。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明の制御装置においては、制御要素の諸元、あるいは入出力特性に関する変動要因の影響を、その制御要素に対応する逆算部に反映させれば足りるので、各逆算部の開発を、その逆算部に対応する制御要素の諸元、あるいは入出力特性が明らかになった段階で進めることができる。逆算部の開発後、いずれかの制御要素の諸元、あるいは特性が変更された場合には、その変更された制御要素に対応する逆算部のみを、変更後の諸元あるいは特性に応じて修正すればよい。よって、制御装置の開発効率を従来と比べて改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明を車両の自動変速機の制御装置に適用した一形態を示す機能ブロック図である。制御対象としての自動変速機１は、ソレノイド駆動回路２と、油圧制御部３と、クラッチ４と、ギヤトレーン５とを制御要素として含んでいる。ソレノイド駆動回路２は、変速機用の電子制御装置であるＥＣＵ１１から与えられるソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌに従ってソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌを出力する電子回路部である。油圧制御部３は、ソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌに従ってソレノイドバルブ（不図示）をデューティ制御することにより、ソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌに対応した駆動油圧Ｐｓを出力する。クラッチ４は、油圧制御部３から出力される駆動油圧Ｐｓによって駆動される油圧駆動部であって、車両の動力伝達系の接続及び断続を切り替える。クラッチ４が接続されたとき、そのクラッチ４からクラッチトルクＴｃが出力される。ギヤトレーン５は、クラッチ４から出力されるトルクＴｃを所定の変速比で変速して実トルクＴａを出力する。ソレノイド駆動回路２からギヤトレーン５までを一つの制御対象とみなした場合、ソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌが制御対象に与えられるべき操作量を指示する制御指令信号に、実トルクＴａが制御対象から出力される制御量にそれぞれ相当する。
【００１５】
ＥＣＵ１１には、自動変速機１の目標トルクＴｔが与えられる。目標トルクＴｔは、自動変速機１から制御量として出力される実トルクＴａの目標値に相当する。目標トルクＴｔは、車両又はエンジンの運転状態に応じて演算される。目標トルクＴｔは、ＥＣＵ１１とは別の電子制御装置により演算される。但し、ＥＣＵ１１内で目標トルクＴｔが演算されてもよい。
【００１６】
目標トルクＴｔに応じたソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算するため、ＥＣＵ１１には、トルク逆算部１２、油圧逆算部１３、通電量逆算部１４、及び制御指令逆算部１５の４つの逆算部が設けられている。逆算部１２〜１５は、自動変速機１の制御要素のそれぞれと対をなすように設けられている。すなわち、トルク逆算部１２はギヤトレーン５に対応し、油圧逆算部１３はクラッチ４に対応し、通電量逆算部１４は油圧制御部３に対応し、制御指令逆算部１５はソレノイド駆動回路２に対応する。逆算部１２〜１５は、コンピュータとソフトウエア（データも含む）とを組み合わせて構成された論理的装置である。
【００１７】
トルク逆算部１２には、ギヤトレーンモデル２２が、油圧逆算部１３にはクラッチモデル２３が、通電量逆算部１４には油圧制御部モデル２４が、制御指令逆算部１５にはソレノイド駆動回路モデル２５がそれぞれ設けられている。さらに、ＥＣＵ１１には、モデル２２〜２５のそれぞれと対をなすようにして、パラメータ付与部としてのマップ部３２〜３５が設けられている。
【００１８】
モデル２２〜２５は、逆算部１２〜１５のそれぞれに対応する制御要素の入出力特性を表現した演算式を利用して、制御要素の出力から入力を逆算するよう構築された論理的なモデルである。モデル２２〜２５の詳細は後述する。逆算部１２〜１５は、自動変速機１のソレノイド駆動回路２からギヤトレーン５までの制御要素の組み合わせの順序とは逆順にて直列的に組み合わされている。ここでいう組み合わせとは、前段の逆算部の出力が後段の逆算部に入力として与えられる関係をいう。ＥＣＵ１１に与えられる目標トルクＴｔはギヤトレーンモデル２２に与えられ、そのクラッチトルクＴｃにて目標トルクＴｔからクラッチトルクＴｃが逆算され、クラッチモデル２３にてクラッチトルクＴｃから駆動油圧Ｐｓが逆算され、油圧制御部モデル２４にてクラッチトルクＴｃからソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌが逆算され、ソレノイド駆動回路モデル２５にてそのソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌからソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌが逆算される。ソレノイド駆動回路モデル２５にて演算されたソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌが、ＥＣＵ１１から操作量として自動変速機１のソレノイド駆動回路２に与えられる。なお、モデル２２〜２４にて演算されるクラッチトルクＴｃ、駆動油圧Ｐｓ、駆動電流Ｉｓｏｌは、自動変速機１のソレノイド駆動回路２、油圧制御部３及びクラッチ４からそれぞれ出力される駆動電流Ｉｓｏｌ、駆動油圧Ｐｓ及びクラッチトルクＴｃに対する目標値に相当する。
【００１９】
次に、モデル２２〜２５の詳細を説明する。ギヤトレーンモデル２２は、ギヤトレーン５におけるトルクの入出力特性を表現する演算式を利用して、目標トルクＴｔからクラッチトルクＴｃを演算する。その演算式は一例として下式（１）の通りである。式（１）において、Ｉはギヤトレーン５の慣性モーメントの行列式、ρはギヤの歯数比の行列式、Ｔｅは目標エンジントルクである。
【００２０】
【数１】
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【００２１】
クラッチモデル２３は、クラッチ４における駆動油圧ＰｓとクラッチトルクＴｃとの間の入出力特性を表現する演算式を利用して、クラッチトルクＴｃから駆動油圧Ｐｓを演算する。その演算式は一例として下式（２）の通りである。式（２）において、μはクラッチ４の動摩擦係数、Ｒはクラッチ４の有効等価半径、ｎはクラッチ４に設けられた摩擦材の枚数、Ａｐはクラッチ４を駆動する油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）のピストン有効面積、Ｆｓｐ０は油圧アクチュエータのピストンを初期位置に戻すためのリターンスプリングの荷重である。
【００２２】
【数２】
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【００２３】
油圧制御部モデル２４は、油圧制御部３におけるソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌと駆動油圧Ｐｓとの間の入出力特性を表現する演算式を利用して、駆動油圧Ｐｓからソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌを演算する。その演算式は一例として下式（３）の通りである。式（３）において、Ａｓは油圧制御部３に設けられたソレノイドバルブのポートにおける受圧面積、Ｆｓｐ０はソレノイドバルブの弁体を初期位置に戻すためのリターンスプリングの荷重である。また、Ｆｓｏｌ｛Ｉｓｏｌ｝は、駆動電流Ｉｓｏｌとソレノイドバルブの電磁吸引力Ｆｓｏｌとの関係を示す関数である。
【００２４】
【数３】
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【００２５】
ソレノイド駆動回路モデル２５は、ソレノイド駆動回路２におけるソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌとソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌとの間の入出力特性を表現する演算式を利用して、ソレノイド駆動電流Ｉｓｏｌからソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算する。その演算式は一例として下式（４）の通りである。式（４）において、ｋは駆動電流Ｉｓｏｌと駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌとの間の変換係数、Ｔｓはソレノイド駆動回路２の時定数、Ｓはラプラス演算子である。式（４）にて、（１／（Ｔｓ・Ｓ＋１））により一次遅れを表している。
【００２６】
【数４】
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【００２７】
上述したマップ部３２〜３５は、モデル２２〜２５における演算、すなわちモデル２２〜２５に対応する制御要素の出力から入力への逆算に必要なパラメータの値として、モデル２２〜２５の演算式（１）〜（４）で利用される係数をモデル２２〜２５のそれぞれに与えるものである。すなわち、モデル２２〜２５の演算式に含まれている係数を、対応する制御要素の諸元（設計仕様）、あるいは入出力特性に影響を与える変動要因に応じて変化させるべくマップ部３２〜３５が設けられている。
【００２８】
ギヤトレーンモデル２２に対応するマップ部３２には諸元モデル係数マップ３２ａが設けられ、クラッチモデル２３に対応するマップ部３３には諸元モデル係数マップ３３ａ及び計測モデル係数マップ３３ｂが設けられ、油圧制御部モデル２４に対応するマップ部３４には諸元モデル係数マップ３４ａと計測モデル係数マップ３４ａが設けられ、ソレノイド駆動回路モデル２５に対応するマップ部３５には諸元モデル係数マップ３５ａが設けられている。
【００２９】
諸元モデル係数マップ３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａは、自動変速機１の制御要素の諸元（設計仕様）から固定的に特定可能な係数（値）をモデル２２〜２５に与えるマップである。一方、計測モデル係数マップ３３ｂ、３４ｂは、自動変速機１の対応する制御要素の諸元のみでは固定的に特定することができず、制御要素の入出力特性を計測しない限り特定できない係数（値）をモデル２３、２４に与えるマップである。以下、それらの詳細を説明する。
【００３０】
ギヤトレーンモデル２２に対応する諸元モデル係数マップ３２ａとしては、ギヤトレーンモデル２２の演算式（１）に対して慣性モーメントの行列式Ｉ及びギヤの歯数比の行列式ρを与える２枚のマップが設けられている。行列式Ｉ及びρは、ギヤトレーン５の設計上の諸元から固定的に求めることができる。
【００３１】
クラッチモデル２３に対応する諸元モデル係数マップ３３ａとしては、クラッチモデル２３に対してクラッチ有効等価半径Ｒ、摩擦材枚数ｎ、ピストン有効面積Ａｐ、及びピストンに対するリターンスプリング荷重Ｆｓｐ０をそれぞれ与える４枚のマップが設けられている。これらの値は、いずれもクラッチ４の設計上の諸元（設計仕様）から固定的に特定することができる。一方、諸元モデル係数マップ３３ｂとしては、係数としての動摩擦係数μと、クラッチ４の摩擦面の温度、クラッチ４の潤滑状態（油温、流量等）いった変動要因との関係を記述したマップが設けられている。動摩擦係数μは、クラッチ４の諸元が定まっても、上記したような変動要因の影響で変化するために、クラッチ４の諸元から固定的に特定することができない。そこで、これらの変動要因をパラメータとして、そのパラメータ（変動要因パラメータ）とクラッチ４の動摩擦係数μとの関係が計測されて計測モデル係数マップ３３ｂが作成される。変動要因パラメータと動摩擦係数μとの関係は、クラッチ４の諸元に基づくコンピュータシミュレーションによって計測することができる。あるいは、クラッチ４が単体で完成した後に、これを実際に動作させて実験的に計測してもよい。いずれの場合でも、クラッチ４を単独で計測してマップ３３ｂを作成すればよい。
【００３２】
油圧制御部モデル２４に対応する諸元モデル係数マップ３４ａとしては、受圧面積Ａｓ、及びソレノイドバルブのリターンスプリング荷重Ｆｓｐ０をそれぞれ与える２枚のマップが設けられている。これらの値は、いずれも油圧制御部３の設計上の諸元（設計仕様）から固定的に特定することができる。一方、計測モデル係数マップ３４ｂとしては、駆動電流Ｉｓｏｌとソレノイドバルブの電磁吸引力Ｆｓｏｌとの関係を記述した関数Ｆｓｏｌ｛Ｉｓｏｌ｝にて使われている係数をソレノイドバルブの温度といった変動要因と対応付けて記述したマップが設けられている。電磁吸引力Ｆｓｏｌと駆動電流Ｉｓｏｌとの関係は、油圧制御部３の諸元が決まってもソレノイドバルブの温度等の変動要因の影響で変化する。そこで、変動要因をパラメータとして、その変動要因パラメータが電磁吸引力Ｆｓｏｌと駆動電流Ｉｓｏｌとの関係に与える影響が計測されて計測モデル係数マップ３４ｂが作成される。計測モデル係数マップ３４ｂを作成するための計測は、油圧制御部３の諸元に基づくコンピュータシミュレーションによって行うことができる。あるいは、油圧制御部３が単体で完成した後に、これを実際に動作させて実験的に計測してもよい。いずれの場合でも、油圧制御部３を単独で計測してマップ３４ｂを作成すればよい。
【００３３】
なお、計測モデル係数マップ３３ｂ、３４ｂのそれぞれにおいて、変動要因パラメータとしては種々の物理量が考えられるが、クラッチモデル２３及び油圧制御部モデル２４のそれぞれを作成する際に、入出力特性への影響の大小を評価して、影響の大きいパラメータ（主変動要因パラメータ）に絞り込むことにより、マップで考慮すべき変動要因パラメータの個数を減少させることができる。
【００３４】
ソレノイド駆動回路モデル２５に対応する諸元モデル係数マップ３５ａとしては、変換係数ｋ及び時定数Ｔｓをそれぞれ与える２枚のマップが設けられている。これらの値は、いずれもソレノイド駆動回路２の設計上の諸元（設計仕様）から固定的に特定することができる。
【００３５】
次に、ＥＣＵ１１の動作を説明する。ＥＣＵ１１のトルク逆算部１２に目標トルクＴｔが入力されると、ギヤトレーンモデル２２は諸元モデル係数マップ３２ａから慣性モーメントの行列式Ｉ及びギヤの歯数比の行列式ρを取得し、それらの値を（１）式に代入して目標トルクＴｔに対応したクラッチトルクＴｃを演算する。演算されたクラッチトルクＴｃは油圧逆算部１３のクラッチモデル２３に入力される。クラッチモデル２３は、諸元モデル係数マップ３３ａからクラッチ有効等価半径Ｒ、摩擦材枚数ｎ、ピストン有効面積Ａｐ、及びリターンスプリング荷重Ｆｓｐ０を取得するとともに、計測モデル係数マップ３３ｂから、変動要因パラメータの現在値に対応した動摩擦係数μを取得する。そして、クラッチモデル２３は、取得した値を式（２）に代入して、クラッチトルクＴｃの入力値に対応した駆動油圧Ｐｓを演算する。演算された駆動油圧Ｐｓは通電量逆算部１４の油圧制御部モデル２４に入力される。
【００３６】
油圧制御部モデル２４は、諸元モデル係数マップ３４ａから受圧面積Ａｓ、及びリターンスプリング荷重Ｆｓｐ０を取得するとともに、計測モデル係数マップ３４ｂから変動要因パラメータの現在値に対応する関数Ｆｓｏｌ｛Ｉｓｏｌ｝の係数を取得し、それらの値を式（３）に代入して駆動油圧Ｐｓの入力値に対応した駆動電流Ｉｓｏｌを演算する。演算された駆動電流Ｉｓｏｌは制御指令逆算部１５のソレノイド駆動回路モデル２５に入力される。ソレノイド駆動回路モデル２５は、諸元モデル係数マップ３５ａから変換係数ｋ、及び時定数Ｔｓを取得し、これらの値を式（４）に代入して、駆動電流Ｉｓｏｌの入力値に対応した駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算する。演算された駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌは自動変速機１の駆動回路２に操作量として入力され、その入力に対応した駆動電流Ｉｓｏｌがソレノイド駆動回路２から出力され、その駆動電流Ｉｓｏｌに対応した駆動油圧Ｐｓが油圧制御部３から出力される。そして、駆動油圧Ｐｓによりクラッチ４が動作してクラッチトルクＴｃが出力され、そのクラッチトルクＴｃがギヤトレーン５で実トルクＴａに変換されて出力される。
【００３７】
以上のように、本形態によれば、自動変速機１の制御要素であるギヤトレーン５、クラッチ４、油圧制御部３及びソレノイド駆動回路２と１：１に対応付けられた逆算部１２〜１５にて各制御要素の出力から入力が順次逆算されて、目標トルクＴｔに対応した駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌが演算される。逆算部１２〜１５のモデル２２〜２５は、自動変速機１の対応する制御要素を物理法則（力学や電磁学）で表現した演算式を用いることにより、制御要素の諸元、あるいは入出力特性に対する変動要因に左右されない汎用的なモデルとして事前に構築することができる。また、マップ部２２〜２５のそれぞれは、対応する制御要素の諸元、あるいは入出力特性が明らかとなった時点でそれらを開発することができる。従って、自動変速機１のソレノイド駆動回路２、油圧制御部３、クラッチ４及びギヤトレーン５を組み合わせて自動変速機１の全体を完成させる前の段階であってもＥＣＵ１１の設計を進めることができる。しかも、自動変速機１のいずれかの構成部品に関して諸元あるいは特性が変更された場合には、その変更があった構成部品が属する制御要素に対応したマップ部（３２〜３５のいずれか）のみを、変更後の諸元あるいは特性に応じて修正すればよい。よって、制御装置の開発効率を従来と比べて改善することができる。自動変速機１の全体のベンチ適合試験の作業量を削減し、開発コストの低減を図ることもできる。
【００３８】
マップ部３２〜３５のマップ群のうち、諸元モデル係数マップ３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａは、それらに対応する制御要素の諸元が同じである限り、全ての自動変速機１間で共通して使用することができる。計測モデル係数マップ３３ｂ、３４ｂに関しては、諸元が同じ制御要素間で共通して使用されてもよいし、個々の制御要素毎に異なっていてもよい。例えば、油圧逆算部１３の計測モデル係数マップ３３ｂに関して言えば、クラッチ４の諸元が同一である限り、共通で使用することが可能である。あるいは、クラッチ４の諸元に変更がなくても、個々のクラッチ４の計測結果に基づいて計測モデル係数マップ３３ｂが個別に作成されてもよい。後者の場合には、クラッチ４毎に計測モデル係数マップ３３ｂを最適化することが可能となり、クラッチ４の個体差に関わりなく、制御の精度あるいは品質を向上させることができる。計測モデル係数マップ３４ｂに関しても同様である。制御要素毎に計測モデル係数マップを最適化することにより、車両間の制御のばらつきを抑えることができる。
【００３９】
本発明は、上記の形態に限ることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上記の形態では、油圧逆算部１３及び通電量逆算部１４のみに計測モデル係数マップ３３ｂ、３４ｂが設けられているが、他の逆算部１２、１５にも必要に応じて計測モデル係数マップを設けてもよい。諸元モデル係数マップに関してもこれを諸元モデル係数マップとして構成し、あるいは省略してもよい。モデル２２〜２５の演算式（１）〜（４）のそれぞれは一例であり、これらは適宜に変更可能である。パラメータ付与部はマップに限らず、関数を利用して係数を与えるものでもよい。パラメータ付与部は、パラメータとして演算式の係数を与えるものに限らない。例えば、演算式中に、制御要素の諸元あるいは入出力特性の計測結果に基づく定数項が含まれる場合、その定数項の値をパラメータ付与部からモデルに与えてもよい。少なくとも一つのパラメータ付与部において、マップに代えて、変動要因パラメータと演算式の係数等との関係を記述したサブモデルを設け、変動要因パラメータの入力に対応して係数等を出力させてもよい。さらに、逆算部１２〜１５のそれぞれをモデルとパラメータ付与部としてのマップ部とに分けて構成しているが、少なくとも一部に関して、モデルとマップとを区別することなく逆算部を構成してもよい。
【００４０】
上記の形態では、ギヤトレーン５から出力される実トルクＴａに対して目標トルクＴｔが設定され、その目標トルクＴｔが制御対象の目標値としてＥＣＵ１１に与えられているが、例えばソレノイド駆動回路２、油圧制御部３及びクラッチ４の組み合わせを制御対象として、クラッチトルクＴｃの目標値をＥＣＵ１１に与え、その目標値から逆算部１３〜１５を利用してソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算してもよい。なお、上記の形態では、ソレノイド駆動回路２から出力される駆動電流Ｉｓｏｌを油圧制御部３にて駆動油圧Ｐｓに変換しているが、油圧制御部を駆動電圧によって駆動される構成とした場合には、電子回路部としてのソレノイド駆動回路２から動電圧を出力させ、通電量逆算部１４の油圧制御部モデル２４では駆動電流Ｉｓｏｌに代えて駆動電圧を演算させればよい。
【００４１】
本発明が適用される制御対象は上記の形態に限ることなく、適宜の変更が可能である。例えば、車両の自動変速機の制御要素の組み合わせは上記と異なっていてもよい。制御対象は、操作量の入力から制御量の出力までの過程が複数の制御要素に区分可能である限りにおいて適宜に変更されてよい。制御対象が異なる他の形態を図２に示す。
【００４２】
図２は、車両用の内燃機関に搭載されている油圧式可変動弁機構を制御対象とした場合の制御装置の一例を示している。可変動弁機構５１は、操作量を指示する制御指令信号としてのソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌに対応した駆動電流Ｉｓｏｌを出力する電子回路部としてのソレノイド駆動回路５２と、駆動電流Ｉｓｏｌに対応した進角側駆動油圧Ｐａ及び遅角側駆動油圧Ｐｒをそれぞれ出力する油圧制御部としてのソレノイドバルブ５３と、ソレノイドバルブ５３から出力される駆動油圧Ｐａ、Ｐｒによって駆動されてこれらの油圧Ｐａ、Ｐｒの圧力差に応じて吸気弁（排気弁でもよい）の位相を変化させる油圧駆動部としての油圧アクチュエータ５４とを制御要素として備えている。
【００４３】
可変動弁機構用の電子制御装置であるＥＣＵ６１には、油圧アクチュエータ５４によって実現される吸気弁の実変位角θａに対する目標値として、目標吸気弁変位角θｔが与えられる。その目標吸気弁変位角θｔに対応したソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算するため、ＥＣＵ６１には、上述した制御要素のそれぞれに対応して、目標吸気弁変位角θｔから油圧アクチュエータ５４に入力されるべき駆動油圧Ｐａ、Ｐｒを逆算する油圧逆算部６２と、油圧逆算部６２が逆算した駆動油圧Ｐａ、Ｐｒからソレノイドバルブ５３に入力されるべき駆動電流Ｉｓｏｌを逆算する通電量逆算部６３と、通電量逆算部６３が逆算した駆動電流Ｉｓｏｌ圧からソレノイド駆動回路５２に与えられるべきソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを逆算する制御指令逆算部６４とが設けられている。
【００４４】
逆算部６２には、油圧アクチュエータ５４の入出力特性を表現した演算式を利用して目標吸気弁変位角θｔに対応した駆動油圧Ｐａ、Ｐｒを演算する油圧アクチュエータモデル７２と、そのモデル７２の演算式に対してパラメータとしての係数の値を与えるマップ部８２とが設けられている。逆算部６３には、ソレノイドバルブ５３の入出力特性を表現した演算式を利用して駆動油圧Ｐａ、Ｐｒに対応した駆動電流Ｉｓｏｌを演算するソレノイドバルブモデル７３と、そのモデル７３の演算式に対してパラメータとしての係数の値を与えるマップ部８３とが設けられている。逆算部７４には、ソレノイド駆動回路５２の入出力特性を表現した演算式を利用して駆動電流Ｉｓｏｌに対応したソレノイド駆動デューティｄｕｔｙ＿ｓｏｌを演算するソレノイド駆動回路モデル７４と、そのモデル７４の演算式に対してパラメータとしての係数の値を与えるマップ部８４とが設けられている。モデル７２〜７４のそれぞれの演算式は、図１の形態と同様に、対応する制御要素の入出力特性を物理法則に則して表現した汎用的な演算式とすればよい。また、マップ部８２〜８４のそれぞれには、対応する制御要素の諸元に従って係数を与える諸元モデル係数マップ、あるいは、対応する制御要素の入出力特性に影響する変動要因パラメータと、その変動要因パラメータによって変化する係数との関係を計測して作成された計測モデル係数マップを適宜に設ければよい。
【００４５】
以上の例の他にも、電気的な制御指令信号を通電量に変換し、その通電量を油圧に変換し、その油圧を変位、力といった力学的な物理量に変換する制御対象に対して本発明を適用することができる。さらに、自動車全体を原動機、動力伝達系統といった複数の制御要素に区分して、それらの制御要素にそれぞれ対応する逆算部を組み合わせることにより、本発明を自動車用の制御装置として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を車両用自動変速機の制御装置として構成した一形態を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の他の形態に係る機能ブロック図。
【符号の説明】
【００４７】
１  自動変速機（制御対象）
２  ソレノイド駆動回路（制御要素、電子回路部）
３  油圧制御部（制御要素）
４  クラッチ（制御要素、油圧駆動部）
５  ギヤトレーン（制御要素）
１１  変速機用電子制御装置
１２  トルク逆算部
１３  油圧逆算部
１４  通電量逆算部
１５  制御指令逆算部
２２  ギヤトレーンモデル
２３  クラッチモデル
２４  油圧制御部モデル
２５  ソレノイド駆動回路モデル
３２、３３、３４、３５  マップ部（パラメータ付与部）
３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ  諸元モデル係数マップ
３３ｂ、３４ｂ  計測モデル係数マップ
５１  可変動弁機構（制御対象）
５２  ソレノイド駆動回路（制御要素、電子回路部）
５３  ソレノイドバルブ（制御要素）
５４  油圧アクチュエータ（油圧駆動部）
６１  可変動弁機構用電子制御装置
６２  油圧逆算部
６３  通電量逆算部
６４  制御指令逆算部
７２  油圧アクチュエータモデル
７３  ソレノイドバルブモデル
７４  ソレノイド駆動回路モデル
８２、８３、８４  マップ部
【図１】
2010033257.tif 000007
【図２】
2010033257.tif 000008